Урок 29. Регулятор: П, И, Д
| Класс | 8 |
| Модуль | Автоматизированные системы |
| Тема урока | Регулятор: П, И, Д |
| Урок | 29 из 34, 45 минут |
Целеполагание
Цель урока: создать условия, при которых ученик объясняет составляющие ПИД-регулятора на примере удержания скорости мотора.
Планируемые результаты
Личностные: понимает, что за точность регулирования платят сложностью настройки.
Предметные — ученик:
- объясняет, что делает каждая составляющая: П — ошибка, И — накопленная ошибка, Д — скорость изменения;
- сравнивает П и ПИ-регулятор скорости мотора под нагрузкой.
Метапредметные:
- регулятивные: сверяет результат практики с вопросом урока;
- познавательные: сравнивает по графикам;
- коммуникативные: формулирует ответ и выслушивает другие версии.
Инструментальный блок
Задачи урока
- Ответить на вопрос урока: «Как он узнаёт, сколько добавить газа?»
- Выполнить задание: графики П и ПИ под нагрузкой.
- Проверить результат: графики П и ПИ под нагрузкой сняты.
Тип урока: изучение нового с практической частью.
Учебно-методический комплекс
- Оборудование: учебная платформа с энкодерами, компьютер.
- Источники информации:
- Дидактическое сопровождение: задание двух уровней и критерии оценивания (ниже).
Задание
Базовый уровень. Графики П и ПИ под нагрузкой.
Повышенный уровень. Подобрать Ki без перерегулирования.
Организационно-деятельностный блок
Основные понятия: ПИД-регулятор, уставка, статическая ошибка, перерегулирование.
Межпредметные связи: математика — сумма и разность.
Организация пространства и формы работы: фронтальная — вопрос, разбор, итог; парная — практика. Рабочие места пар, демонстрационный стол учителя; трасса или поле на полу.
Ход урока
| Этап | Мин | Деятельность учителя | Деятельность учеников |
|---|---|---|---|
| Вопрос урока | 5 | Круиз-контроль держит 60 км/ч в гору. Как он узнаёт, сколько добавить газа? | Предполагают. |
| Разбор | 12 | П — поправка по текущей ошибке, И — по накопленной, Д — по скорости её изменения. ПИД стоит в круиз-контроле, нагревателе 3D-принтера, полётном контроллере. Чайник и утюг — релейные. | Записывают, какую ошибку убирает каждая составляющая. |
| Практика | 18 | Раздаёт скетч удержания скорости мотора с переключением П / ПИ и выводом графика. | Задают скорость, притормаживают колесо ластиком, записывают графики П и ПИ. |
| Проверка | 6 | Просит показать статическую ошибку на графике П-регулятора. | Показывают, где скорость не дотягивает до уставки. |
| Итог и рефлексия | 4 | Что убирает И-составляющая и чем за это платим? | Отвечают: статическую ошибку; перерегулированием. |
Оценивание
- графики П и ПИ под нагрузкой сняты;
- на графике показана статическая ошибка П-регулятора;
- примеры релейных и ПИД-систем названы верно.
Безопасность
- На ходу колёса и шестерни руками не трогают. Программу заливают, когда платформа стоит на подставке колёсами вверх.